[发明专利]基于热声效应的自转向式太阳能驱动的机械水泵装置

权利要求书

1.一种基于热声效应的自转向式太阳能驱动的机械水泵装置，包括：自转向式太阳能集热装置、热声类发动机、针对型特制水泵以及动力传输系统，其中，

所述的自转向式太阳能集热装置包括菲涅耳透镜、发条牵引装置、透镜支架和集热管；其中所述菲涅耳透镜固定在所述透镜支架上，所述透镜支架的导轨可转动，所述导轨为半圆形，所述导轨的中心对应所述菲涅尔透镜的焦点；通过所述发条牵引装置，根据在一年之中不同的季节将所述导轨的转动面设置成不同的角度；所述集热管为双层真空集热管；

所述热声类发动机包括热腔、散热器、冷腔和调相机构；

所述针对型特制水泵包括第一、第二、第三和第四齿轮以及壳体、支架和第一皮带轮；所述动力传输系统包括与所述热声类发动机的所述调相机构相连的第二皮带轮、与所述第一齿轮同轴并一同转动的所述针对型特制水泵的所述第一皮带轮，以及在所述第一皮带轮和所述第二皮带轮间实现动力输送的皮带；其中，

所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合；所述第二齿轮与所述第三齿轮同轴并一同转动；所述第三齿轮和所述第四齿轮相互啮合并位于所述壳体内，在所述壳体内形成相互隔开的吸入腔和排除腔；所述壳体还具有进水管和出水管，所述进水管与所述吸入腔连通，所述出水管与所述排除腔连通；

通过所述第一齿轮向所述第二齿轮传动，从而带动所述第三齿轮转动；当所述第三齿轮转动时，所述吸入腔一侧的轮齿相互脱开处的齿间容积逐渐增大，压力降低，液体在压差作用下从所述进水管进入齿间；所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合而转动，齿与齿间的液体被带至所述排出腔；这时所述排出腔一侧的轮齿啮合处的齿间容积逐渐缩小，而将液体通过所述出水管排出。

2.如权利要求1所述的机械水泵装置，其特征在于，

所述调相机构包括第一活塞、第二活塞、第一曲柄、第二曲柄、飞轮和与所述飞轮同轴并一同转动的所述第一皮带轮，以共同执行热声振荡循环；

第一活塞设置在所述热腔内；所述第二活塞设置在所述冷腔内，并与所述冷腔的内壁面保持良好气密性接触，但可沿轴向移动；

所述第一曲柄将所述第一活塞与所述第二皮带轮连接，所述第二曲柄将所述第二活塞与所述飞轮连接，并且，所述第一曲柄的活动连杆的末端速度与所述第二曲柄的活动连杆的末端速度之间具有90°的相位差。

3.如权利要求1所述的机械水泵装置，其特征在于，所述热声类发动机为斯特林发动机、行波热声发动机或驻波热声发动机之一。

4.如权利要求1所述的机械水泵装置，其特征在于，所述热声类发动机的所述热腔与所述太阳能集热装置的所述双层真空集热管耦合为一体。

5.如权利要求4所述的机械水泵装置，其特征在于，所述双层真空集热管由硼硅材料制成，并涂覆有选择性吸收涂料。

6.如权利要求5所述的机械水泵装置，其特征在于，所述选择性吸收涂料为铝-氮/铝，涂覆的工艺为凝胶-溶胶镀膜工艺。

7.如权利要求1所述的机械水泵装置，其特征在于，所述透镜支架的导轨半径与所述热声类发动机的热端高度以及所述菲涅耳透镜的焦距相适应。

8.如权利要求7所述的机械水泵装置，其特征在于，所述菲涅耳透镜的聚能功率与所述热声类发动机的设计功率相匹配，所述菲涅耳透镜的直径、焦距和纹距根据所述热声类发动机的设计功率预设。

9.如权利要求9所述的机械水泵装置，其特征在于，所述发条牵引装置通过两根牵引线带动，所述两根牵引线缠绕在一皮带轮上，且长度不变，一收一放，牵引所述菲涅耳透镜从45°到135°转动，确保所述自转向式太阳能集热装置在9点到15点的时间内可以进行工作。